的操作system教学课件08设备的管理.ppt

(1) 预输入 在作业需要数据前，操作系统已将所需数据预先输入到辅存输入井存放。当作业（或进程）需要数据时，可以从辅存中读入内存。 (2) 缓输出 在作业执行时，将输出数据写入辅存输出井中。当作业（或进程）执行完毕（或需要数据时），由操作系统将数据输出。 共享打印机 共享打印机技术已被广泛地用于多用户系统和局域网络中。 当用户进程请求打印输出时， SPOOLing系统同意为它打印输出， 但并不真正立即把打印机分配给该用户进程， 而只为它做两件事： ① 由输出进程在输出井中为之申请一个空闲磁盘块区， 并将要打印的数据送入其中； ② 输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入其中， 再将该表挂到请求打印队列上。 SPOOL系统的优点： 提高了I/O速度 提高了设备利用率和系统的吞吐能力（将独享设备改造为共享设备）； 实现对独占设备的改造和提高了进程的并发度和执行效率 （实现了虚拟设备功能） （四） 输入输出控制 1、设备I/O（数据传输）方式 1）程序查询方式 2）中断控制方式 3）DMA方式 4）通道方式 程序I/O方式 在程序I/O方式中，由于CPU的高速性和I/O设备的低速性， 致使CPU的绝大部分时间都处于等待I/O设备完成数据I/O的循环测试中， 造成对CPU的极大浪费。在该方式中，CPU之所以要不断地测试I/O设备的状态。 I/O中断方式 在I/O设备输入每个数据的过程中，由于无须 CPU干预，因而可使CPU与I/O设备并行工作。 仅当输完一个数据时，才需CPU花费极短的时间 去做些中断处理。可见，这样可使CPU和I/O设 备都处于忙碌状态，从而提高了整个系统的资源 利用率及吞吐量。 DMA(Direct Memory Access)控制方式的引入 该方式的特点是： ① 数据传输的基本单位是数据块，即在CPU与I/O设备之间，每次传送 至少一个数据块； ② 所传送的数据是从设备直接送入内存的，或者相反； ③ 仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预，整块数 据的传送是在控制器的控制下完成的。 可见，DMA方式较之中断驱动方式，又是成百倍地减少了CPU对I/O的干预，进一步提高了CPU与I/O设备的并行操作程度。 I/O通道控制方式 I/O通道方式是DMA方式的发展，它可进一步减少CPU的干预，即把对一个数据块的读(或写)为单位的干预，减少为对一组数据块的读(或写)及有关的控制和管理为单位的干预。通道是一种专用处理部件，它能控制一台或多台外设工作，负责外部设备和储存之间的信息传输。 设备驱动程序 操作系统与设备交互的惟一模块，由生产设备的厂商提供。 操作系统对设备驱动的管理： 上层提供统一的系统调用接口； 下层通过设备开关表与设备驱动程序直接关联。 设备驱动主要完成的工作： 对设备进行初始化； 从设备接收数据并回传系统或将数据从系统送到设备； 检测和处理设备错误。 作业 第8章 11 * 程序是一个普通文件，是机器代码指令和数据的集合，这些指令和数据存储在磁盘上的一个可执行映象（Executable Image）中。所谓可执行映象就是一个可执行文件的内容，例如，你编写了一个C源程序，最终这个源程序要经过编译、连接成为一个可执行文件后才能运行。源程序中你要定义许多变量，在可执行文件中，这些变量就组成了数据段的一部分；源程序中的许多语句，例如“ i++; for(i=0; i10; i++);”等，在可执行文件中，它们对应着许多不同的机器代码指令，这些机器代码指令经CPU执行，就完成了你所期望的工作。可以这么说，程序代表你期望完成某工作的计划和步骤，它还浮在纸面上，等待具体实现。而具体的实现过程就是由进程来完成的，可以认为进程是运行中的程序，它除了包含程序中的所有内容外，还包含一些额外的数据。 我们知道，程序装入内存后才得以运行。在程序计数器的控制下，指令被不断地从内存取至CPU中运行。实际上，程序的执行过程可以说是一个执行环境的总和，这个执行环境包括程序中各种指令和数据外，还有一些额外数据，比如寄存器的值、用来保存临时数据（例如传递给某个函数的参数、函数的返回地址、保存的临时变量等）的堆栈、被打开的文件及输入输出设备的状态等等。上述执行环境的动态变化表征了程序的运行。为了对这个动态变化的过程进行描述，程序这个概念已经远远不够，于是就引入了“进程”概念。进程代表程序的执行过程，它是一个动态的实体